胡云平

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

城市交通道路是城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展也促使交通道路的不斷完善和進(jìn)步。道路工程的建設(shè)是城鎮(zhèn)化建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，建設(shè)步伐也在不斷加快[1]?，F(xiàn)代化城市的建設(shè)和發(fā)展形成了不同等級道路的相互交錯，多條道路的交叉匯流和分流成為交通工程領(lǐng)域需要重點關(guān)注的內(nèi)容。通常情況下，各種車輛和人流集散往往在道路交叉口區(qū)域表現(xiàn)得更為明顯，因此其設(shè)計質(zhì)量直接影響到路網(wǎng)的運行情況。平面交叉口設(shè)計不合理不僅會影響交通出行的安全性和舒適性，還可能造成嚴(yán)重的交通擁堵，出現(xiàn)交通癱瘓的局面，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生[2]。

城市道路作為強化各地區(qū)之間相互聯(lián)系的紐帶，相互交叉的情況不可避免，也是影響道路交通的重中之重。因此，在交通道路的設(shè)計過程中，尤其是對于城市道路平面交叉口，設(shè)計者必須把控好設(shè)計的質(zhì)量管理，減少交叉道路之間的相互影響，進(jìn)而保障車輛行駛的暢通。但是，對于當(dāng)前平面交叉口的設(shè)計，仍然存在部分交叉口面積過大，路口車道數(shù)量劃分不合理以及信號燈設(shè)置不規(guī)范的問題，在一定程度上阻礙了城市的建設(shè)和發(fā)展[3]。

目前，在城市規(guī)劃和建設(shè)持續(xù)深化的背景下，進(jìn)一步提升交通路網(wǎng)的通行能力，優(yōu)化提升平面交叉路口的設(shè)計成為研究的重點領(lǐng)域。通過改造路網(wǎng)、拓寬道路等措施可以減少或避免出現(xiàn)交通不暢的情況，還可以通過對交通標(biāo)志、信號燈等基礎(chǔ)交通設(shè)施的科學(xué)渠化，優(yōu)化交通信號配時，從而提升城市路網(wǎng)的通行效率。本文通過分析城市道路平面交叉口交通特性，分析其存在的問題，總結(jié)交通組織設(shè)計的優(yōu)化措施，同時結(jié)合四川省某交叉口的交通情況，基于VISSIM軟件探究平面交叉路口優(yōu)化前后的通行情況的變化，為城市道路平面交叉口優(yōu)化設(shè)計的研究奠定基礎(chǔ)。

1 城市道路平面交叉口交通特性及常見問題

1.1 平面交叉口交通特性

行人、車輛、道路以及交通環(huán)境等綜合因素共同組成了錯綜復(fù)雜的城市道路交通系統(tǒng)，影響著交通出行的情況，而道路交叉口作為城市交通的關(guān)鍵區(qū)域，往往也會出現(xiàn)交通量分布不均勻以及空間狹窄的基本特點。與此同時，道路交叉口不同交通流之間的綜合制約和影響，使得此處的交通特性更為復(fù)雜多變，為交通管理帶來了問題[4]。交通流量較大是常見的城市道路平面交叉口的重要特點，同時其均勻性還會受到通行時間段的影響。從交通流之間的交織方式和行駛方向看，合流點、分流點和沖突點三種形式共同組成了交通流行駛跡線。在忽略信號控制和交通管理對沖突點數(shù)量影響的情況下，不同類型的平面交叉口的沖突點數(shù)量[5]見表1所示。由表1可知，隨著城市道路平面交叉口相交道路數(shù)量的增加，內(nèi)部沖突點的數(shù)量也會隨之增多，事故發(fā)生的可能性也就越大。

表1 不同類型的平面交叉道路口沖突點的數(shù)量

1.2 平面交叉口常見問題

作為城市道路的重要道路樞紐，平面交叉口在城市交通中發(fā)揮了重要的作用。目前，在其規(guī)劃設(shè)計和管理過程中仍然面臨許多諸如合理性和高效性存在不足的問題，導(dǎo)致出現(xiàn)交通流混亂等問題，造成交通擁堵。

1.2.1 左右轉(zhuǎn)車道設(shè)置不合理

為了減少交通擁堵情況的出現(xiàn)，多數(shù)的城市均會在主要道路規(guī)劃時設(shè)置左、右轉(zhuǎn)專用車道，但是由于車輛的逐漸增加，導(dǎo)致交叉口擁堵的情況經(jīng)常發(fā)生。直行車道直接轉(zhuǎn)換成左、右轉(zhuǎn)車道，同時展寬過渡段缺失或者長度不足是導(dǎo)致出現(xiàn)此類情況的主要因素，因此，大量轉(zhuǎn)彎機動車輛對直行車輛造成了很大程度的影響，這也就直接導(dǎo)致直行車輛等待時間延長，形成擁堵。

1.2.2 標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置不匹配

在城市道路平面交叉口進(jìn)口處，存在部分道路標(biāo)志和地面標(biāo)線指示信息不匹配的情況，即雖然左轉(zhuǎn)專用車道的地面標(biāo)線顯示左轉(zhuǎn)和掉頭，但是道路中間還會出現(xiàn)禁止掉頭的標(biāo)志，對道路交叉口行駛車輛的交通行為產(chǎn)生誤導(dǎo)，駕駛者無法辨識交通標(biāo)志的信息，存在一定的安全隱患。因此，在城市道路的設(shè)計和管理過程中，需要規(guī)范道路的標(biāo)志標(biāo)線，避免出現(xiàn)信息指示混亂的情況。

1.2.3 交叉口進(jìn)出口道不合理

目前，許多城市道路平面交叉口的問題出現(xiàn)在渠化流線設(shè)計方面。通常情況下，為了保障道路交通流的合理性，平順的直線或者弧線應(yīng)該是直行流線交叉口前后一段距離內(nèi)的主要形式，不宜設(shè)置為偏折角等形式。因此，如果道路交叉口存在大量的偏折角（或直角）轉(zhuǎn)彎的情況，極易降低執(zhí)行車流行駛過程的安全性和通行效率。

1.2.4 信號燈設(shè)置不規(guī)范

信號燈的設(shè)置在不同的地區(qū)和城市均具有不同的地方標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的要求，造成了各城市的道路信號不一致的情況，交通領(lǐng)域各部門一般會制定適用于本地的設(shè)置要求和規(guī)范。因此，不同地區(qū)的信號燈設(shè)置方面可能存在著不同程度的路權(quán)沖突或者交通規(guī)范之間的矛盾，這種沖突或者矛盾往往會引起城市交通道路平面交叉口的交通流控制混亂，直接降低了交通道路的通行效率。因此，信號燈設(shè)置的統(tǒng)一性和規(guī)范性也是交叉口優(yōu)化設(shè)計的重要內(nèi)容。

2 城市道路平面交叉口設(shè)計優(yōu)化措施

2.1 交通組織優(yōu)化設(shè)計

按照道路實際情況及設(shè)計要求，對交叉口進(jìn)行展寬渠化設(shè)計，可以擴大交叉口處交通流通行空間，最大限度地實現(xiàn)道路交叉口綜合資源的高效利用。左轉(zhuǎn)交通流通常是交叉口沖突點較多的位置，避免左轉(zhuǎn)車輛的安全隱患，使其能夠安全、快速地通過城市道路的交叉口是設(shè)計環(huán)節(jié)需要重點關(guān)注的內(nèi)容，同時也是設(shè)計的難點。施畫交叉口導(dǎo)流線對左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)行導(dǎo)流，同時設(shè)置左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)的紅綠燈，保障左轉(zhuǎn)車輛的通過率，可以減少道路交叉口的車輛滯留，提升其通行能力。此外，通過車道進(jìn)口綠化帶的優(yōu)化設(shè)計，適當(dāng)增加進(jìn)口車道數(shù)，為左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車道提供獨立的車道也可以進(jìn)一步提升車輛的通過效率。

2.2 平面交叉口信號控制優(yōu)化

城市道路平面交叉口信號燈的信號相位設(shè)計過程中，不僅需要考慮不同類型相位之間的相互組合，同時還需要確保各相位之間有序銜接的問題。對于道路交叉口的優(yōu)化設(shè)計，需要針對相關(guān)的優(yōu)化重點內(nèi)容進(jìn)行充分的分析和評估。首先，不同類型的相位之間需要盡量確保其連續(xù)性；其次，對于直行和左轉(zhuǎn)相位而言，需要重點關(guān)注與另一方向的直行和左轉(zhuǎn)相位之間相接；然后，可以采取拓寬車道的措施來改善道路交叉口進(jìn)口左轉(zhuǎn)車道車輛較多的問題，同時宜選擇先左轉(zhuǎn)后直行的相序。此外，如果車道的左轉(zhuǎn)與直行軌跡長度存在差異，此時則需要針對避免相位尾首過渡時段導(dǎo)致的車輛擁堵問題進(jìn)行重點分析和優(yōu)化提升，減少車輛交通流擁堵的情況出現(xiàn)。

3 平面交叉口優(yōu)化案例分析

3.1 平面交叉口概況

為了研究城市道路平面交叉口交通流的情況，基于四川省某地一個四路交叉口進(jìn)行研究，分析交叉口優(yōu)化前后的交通流相關(guān)參數(shù)的變化情況。該交叉口由四條道路交叉形成，分別為A道路、B道路（該道路進(jìn)口處存在綠化帶，需要拆除改造）、C道路以及D道路。該路口無禁限措施，A道路和C道路為中央隔離欄隔離；C道路東側(cè)存在一個商場，營業(yè)期間存在大量的行人、非機動車和機動車臨時停放，對交通流造成嚴(yán)重的影響。該城市道路平面交叉口的改造方案示意圖見圖1所示。

圖1 道路平面交叉口改造方案示意圖

3.2 優(yōu)化措施及結(jié)果分析

通過對該道路交叉口現(xiàn)狀渠化、配時及不同時段交通流量的調(diào)研統(tǒng)計，針對調(diào)研所獲取的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究，分別從交通管理、渠化設(shè)計以及信號控制等不同的維度提出以下優(yōu)化措施：

（1）將道路交叉口的非機動車停車線提前；

（2）由于C道路進(jìn)口的左轉(zhuǎn)車流量相對較大，因此設(shè)置增加左轉(zhuǎn)專用車道，C道路的右轉(zhuǎn)車流量占其進(jìn)口流量的比例較高（按照調(diào)研數(shù)據(jù)基本位于50%以上），因此需要增設(shè)右轉(zhuǎn)專用車道；

（3）對于信號控制方案的設(shè)計和優(yōu)化需要根據(jù)交叉口不同道路的流量數(shù)據(jù)以及新的車道渠化方案，進(jìn)而確定信號配時的具體方案，即按照綠燈時間保障車輛延誤較少的原則進(jìn)行優(yōu)化，將原來的三相位調(diào)整為四相位信號控制；

（4）由于行人和非機動車輛較多，加裝行人過街信號燈，并加寬人行橫道線，確定按照雙向行人通行的優(yōu)化方案。

基于該交叉路口的優(yōu)化情況，本文以VISSIM仿真平臺為基礎(chǔ)，對該道路交叉口優(yōu)化前后的基本運行情況進(jìn)行模擬仿真，并選擇排隊長度以及平均停車次數(shù)兩項指標(biāo)進(jìn)行對比評價分析。在進(jìn)行仿真的過程中，按照道路的交通特性和相關(guān)的幾何參數(shù)確定相關(guān)的仿真模型，同時在加入信號配時方案的基礎(chǔ)上針對交通量、車道寬度以及相對車流等參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

在城市道路平面交叉口研究過程中，車輛的平均排隊長度和平均停車次數(shù)是衡量交通特性情況的重要參數(shù)。該城市道路交叉口優(yōu)化前后各道路進(jìn)口車輛的平均排隊長度見圖2所示。由圖2可知，C道路優(yōu)化前車輛的平均排隊長度約為30.6m，通過相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計提升之后，其平均排隊長度約為23.4m，減少了7.2m。與此同時，該交叉口的其他各道路在優(yōu)化之后其車輛的平均排隊長度均出現(xiàn)不同程度的降低，表明優(yōu)化設(shè)計方案對于改善道路進(jìn)口車輛的排隊長度具有一定促進(jìn)作用。

圖2 優(yōu)化前后進(jìn)口車輛平均排隊長度對比（單位：m）

為了進(jìn)一步分析交叉口優(yōu)化前后平均停車次數(shù)的變化情況，如圖3所示，給出該交叉口各道路進(jìn)口車輛平均停車次數(shù)的對比結(jié)果。由圖3可知，B道路優(yōu)化前車輛的平均停車次數(shù)約為2.9次，通過優(yōu)化方案的提升之后平均停車次數(shù)降低至1.6次，相對下降了44.8%左右，明顯改善了交通流的通行狀況。

圖3 優(yōu)化前后車輛平均停車次數(shù)對比（單位：次）

4 結(jié)束語

本文通過分析城市道路平面交叉口交通特性和存在的問題，提出道路交叉口優(yōu)化設(shè)計的提升措施。基于此，以四川省某四路交叉口為對象，利用VISSIM仿真平臺對該交叉口優(yōu)化前后的交通特性和交通流情況進(jìn)行模擬分析，得到以下主要結(jié)論：

（1）城市道路平面交叉口存在的車道設(shè)置不合理、標(biāo)志線不匹配以及信號燈設(shè)置不規(guī)范等問題會對交通流產(chǎn)生重要的影響，導(dǎo)致交通擁堵，通過采取交通組織優(yōu)化、信號燈控制策略優(yōu)化等措施，可以明顯改善交叉口的交通流情況。

（3）針對四路交叉的調(diào)研和仿真分析，通過針對交叉口渠化設(shè)計以及控制信號的優(yōu)化，可以明顯降低車輛的平均排隊長度和平均停車次數(shù)，兩者最高可以分別降低23.5%和44.8%，為交通狀況的改善和提升奠定基礎(chǔ)。